[发明专利]MOS晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种MOS晶体管，其特征在于，所述MOS晶体管包括：

衬底，其表面上具有凸起部；

栅极，位于所述凸起部的上表面上，所述凸起部的两侧靠近所述栅极的位置上形成 有源漏极；

应变层，环绕所述凸起部位于所述衬底的表面上，所述应变层的上表面低于所述凸 起部的上表面；以及

源漏极外延层，位于所述凸起部中形成有所述源漏极的两侧，并位于所述应变层的 上方。

2.根据权利要求1所述的MOS晶体管，其特征在于，所述凸起部中形成有所述源漏极的两 个侧壁为垂直于所述凸起部上表面的竖直面，或者向所述凸起部内部凹陷的弧面，或者 向所述凸起部内部凹陷的“Σ”形面。

3.根据权利要求1所述的MOS晶体管，其特征在于，所述应变层的上表面与所述源漏极的 下边缘线处于同一水平面或低于所述源漏极的下边缘线，所述源漏极外延层的上表面低 于所述栅极的上表面或与所述栅极的上表面平齐。

4.根据权利要求3所述的MOS晶体管，其特征在于，所述应变层的上表面与所述源漏极的 下边缘线处于同一水平面。

5.根据权利要求3所述的MOS晶体管，其特征在于，所述应变层为氮化硅层或类金刚石层； 所述源漏极外延层为P型掺杂或N型掺杂的硅层、P型掺杂的锗化硅层或N型掺杂的碳 化硅层；所述衬底的材料为<100>晶向或<110>晶向的硅。

6.根据权利要求5所述的MOS晶体管，其特征在于，所述MOS晶体管为PMOS晶体管时， 所述源漏极外延层为P型掺杂的锗化硅层；所述MOS晶体管为NMOS晶体管时，所述 源漏极外延层为N型掺杂的碳化硅层。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的MOS晶体管，其特征在于，所述凸起部中形成有所 述源漏极的两个侧壁之间的最小距离为6～30nm；所述凸起部中所述源漏极之间的沟道窗 口的高度为5～20nm；所述栅极在所述源漏极外延层中的掩埋厚度为2～8nm。

8.一种MOS晶体管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供预备衬底，在所述预备衬底上形成栅极，并在所述栅极两侧的预备衬底上形成 预备源漏极；

环绕所述栅极向下刻蚀所述预备衬底，形成在所述栅极下方具有凸起部的衬底，并 在所述凸起部的两侧靠近所述栅极的位置上形成源漏极；

环绕所述凸起部，在所述衬底上形成上表面低于所述凸起部上表面的应变层；

在所述应变层上位于所述凸起部中形成有所述源漏极的两侧的位置上形成源漏极外 延层。

9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，环绕所述栅极向下刻蚀所述预备衬底形 成具有凸起部的衬底的步骤中，采用干法刻蚀和/或湿法刻蚀的方法，使所述凸起部中形 成有所述源漏极的两个侧壁呈垂直于所述凸起部上表面的竖直面，或者向所述凸起部内 部凹陷的弧面，或者向所述凸起部内部凹陷的“Σ”形面。

10.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，形成所述应变层的步骤包括：

环绕所述凸起部和所述栅极，形成上表面与所述栅极的上表面齐平的预备应变层； 刻蚀所述预备应变层，形成所述应变层。

11.根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，形成所述预备应变层的步骤包括：在所 述衬底和所述栅极的上方沉积氮化硅层或类金刚石层，平坦化去除高于所述栅极的部分 后，得到所述预备应变层。

12.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，形成所述源漏极外延层的步骤中：

利用气相外延生长的方法形成所述源漏极外延层；或者

利用化学气相沉积的方法形成预备源漏极外延层后，对所述预备源漏极外延层进行P 型掺杂或N型掺杂，进而形成所述源漏极外延层。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的制作方法，其特征在于，形成所述源漏极外延层的 步骤之前，还包括对所述凸起部中高于所述应变层上表面的侧壁进行预处理的步骤；所 述预处理的步骤包括：以氢气、氟气或氩气为等离子气体，对所述凸起部中高于所述应 变层上表面的侧壁进行等离子体处理。